金属钠与水的反应微型实验改进

    林晓宏　衷明华

    【摘 要】 金属钠与水的反应是人教版高中化学必修一中重要的演示实验之一。教材中该实验存在一定的危险性，因此，本文介绍了金属钠与水反应的微型实验改进方法。具有一体化、趣味化的特点，取得了良好的实验效果。

    【关键词】 金属钠与水的反应；微型实验改进；一体化

    【中图分类号】 G64.22 【文献标识码】 A 【文章编号】 2095-3089（2017）14-0-01

    一、改进背景

    金属钠与水的反应选自人教版高中化学必修一第三章第一节第二课时“金属与酸和水的反应”。教材中的做法比较简单，将金属钠直接投入盛有水和酚酞的烧杯中。但是该做法存在一定的危险性，投入的金属钠可能引起爆炸或燃烧；另外，该实验不能检验反应产生的氢气。基于以上分析，筆者利用微型实验仪器对该实验进行改进。

    二、实验药品

    仪器：微型实验仪器一套（包括小酒精灯瓶、V型侧泡反应管、操作台、微型气体发生器、内套管、仪器夹、主铁夹、导管等）

    药品：金属钠（保存在煤油中）、酚酞、蒸馏水、煤油、浓硫酸、肥皂水、火柴等。

    三、实验原理

    2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

    2H2+O22H2O

    金属钠与水的反应产物是氢氧化钠和氢气。酚酞遇碱变红色，所以产物氢氧化钠可用酚酞试液来检验；而点燃氢气时由于急速膨胀的气体冲出肥皂泡，振动空气而发出爆鸣声，没有危险，所以可以用此方法来检验反应是否有氢气产生。

    四、实验步骤及实验现象

    1、按上图所示组装仪器并检查装置气密性。在微型气体发生器里加入蒸馏水，从微型气体发生器的右边加入煤油。溶液分为两层，上层为煤油，下层为水。同时，在内套管里加入米粒大小的金属钠。并且在V型侧泡反应管里面加入浓硫酸以除去夹杂在氢气中的水。另外，在最右方的导管里加入肥皂水。

    2、向装有水和酚酞的小酒精瓶中加入一块米粒大小的金属钠，快速连接橡胶管。可以看到钠立即熔融成光亮的小球浮在水面上，向各个方向快速游动，并且逐渐缩小。发出嘶嘶的响声，加入酚酞的水溶液变成红色，由此可断定金属钠与水的反应产物有氢氧化钠。

    3、小酒精灯瓶里生成的气体经橡胶管渐渐充满微型气体发生器的左边。左边的压强增大使液面左低右高，液体进入内套管，与内套管内的钠发生反应。当钠沉入煤油到达钠与水的两相界面时，与水反应熔成光亮的小球，放出氢气，氢气携带钠再次进入煤油中，此时反应停止。金属钠又再一次往下沉，循环往复。整个反应过程中，钠在水和煤油两相界面上下沉浮，氢气不断的产生。

    4、微型气体发生器中反应生成的氢气经浓硫酸洗气进入直角导管，可以看到导管连续的冒出肥皂泡，将点燃的火柴靠近肥皂泡，前几个肥皂泡无明显现象（肥皂泡里的气体是装置里的空气），继续点燃肥皂泡，听到清晰的爆鸣声，说明反应有氢气产生。

    五、改进后的实验优点

    1、该实验增加到两个反应装置，第一个装置加了酚酞，第二个装置加了煤油，利用第一个装置产生的气体促使第二个装置中的反应进行。第一个装置使用小酒精灯扩大液体表面积，可以让学生清楚地观察钠与水的整个反应现象；第二个装置改加煤油，钠的游动方式以及溶液的颜色变化与第一个装置形成对比，便于引导学生思考，体现实验的趣味性，增强学生学习化学的兴趣。

    2、增加了洗气装置，对气体进行初步提纯。

    3.改进了气泡产生器，产生连续的气泡，便于气体的验纯以及性质实验，使实验一体化，便于学生观察和思考。

    4、利用微型实验仪器，减少实验药品用量，体现绿色化学的概念。

    5、金属钠的用量减少及反应在密闭的空间进行，使反应安全可靠，便于教师演示。

    参考文献：

    [1]谢德银.金属钠与水反应实验的两点改进[J].沧州师范专科学校学报，1999，（04）：39.

    [2陈彦国.金属钠与水反应演示实验的改进[J].高等函授学报（自然科学版），2000，（01）：31-32.